静电力库仑定律课件.ppt

1 2库仑定律 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 既然电荷之间存在相互作用 那么电荷之间相互作用力的大小决定于那些因素呢 影响因素可能为 电荷量 两电荷间的距离 带电体形状 大小 环境 质量等 二 实验探究 1 仅改变A与B的距离 2 仅改变A与B所带电荷量 结论 电荷间相互作用力随着电荷量的增大而增大 随着距离的增大而减小 库仑 Coulomb1736 1806 法国物理学家 1785年 库仑定律 库仑扭秤实验 1 库仑做实验的装置 库仑扭秤 操作方法 力矩平衡 静电力力矩 金属细丝扭转力矩 思想方法 放大 转化 设计思想 控制变量法 控制 库仑扭秤实验 2 库仑研究力与距离的定量关系 结论 库仑扭秤实验 3 库仑研究力与电荷量的定量关系 结论 四 库仑定律 1 内容 真空中两个静止点电荷之间的相互作用力 与它们的电荷量的乘积成正比 与它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 3 方向 同种电荷相互排斥 异种电荷相互吸引 4 适用条件 真空 静止的点电荷 电荷间相互作用的力F叫做静电力或库仑力 K 静电力常量 k 9 0 109N m2 C2 库仑是一个非常大的电荷量单位 计算大小时只将电荷量的绝对值代入 思考 1 库仑定律中的 点电荷 应该怎样理解 是不是带电体的体积足够小 就可以看成点电荷 2 在你学过的物理概念中 哪一个概念与 点电荷 类似 点电荷 带电体有时可以看做点电荷 物体有时可以看作质点 带电体的形状和大小对相互作用力的大小可以忽略 那么带电体可以看作一个点 称为点电荷 理解 1 点电荷是只有电荷量 没有大小 形状的理想化的模型 类似于力学中的质点 实际并不存在 2 在带电体的大小比起它到其它带电体的距离小得多 以致带电体的形状和电荷在它上面的分布已无关紧要时 带电体可视为点电荷 例 一个半径r1 10cm的带电圆盘 如果考虑它和d1 10m处某个电子的作用力 就完全可以把它看作 点电荷 一个无限大的带电平面 而如果这个电子离带电圆盘只有d2 1mm 那么这一带电圆盘又相当于 课堂训练 1 关于点电荷的下列说法中正确的是 A 真正的点电荷是不存在的 B 点电荷是一种理想模型 C 足够小的电荷就是点电荷 D 一个带电体能否看成点电荷 不是看它的尺寸大小 而是看它的形状和大小对所研究的问题的影响是否可以忽略不计 ABD 2019 12 20 15 可编辑 例1 两个放在绝缘上的相同金属球A B 相距d 球的半径比d小得多 分别带有电荷3q和q A球受到的库仑引力大小为F 1 B球受到的库仑引力为 2 若保持球A B的电荷量不变 电荷间的距离增大为原来的2倍 电荷间的作用力为 3 若保持球A B间距离不变 电荷量都增大为原来的2倍 电荷间的作用力为 4 现将这两个金属球接触 然后仍放回原处 则电荷间的作用力将变为 引力或斥力 大小为 F F 4 4F 斥力 F 3 五 静电力与万有引力的比较 库仑定律与万有引力定律的比较 定律 公式 公式适用范围 共同点 不同点 影响大小的因素 库仑定律 与两个物体质量有关 只有引力 都与距离的平方成反比 都有一个常数 万有引力定律 点电荷 质点 与两个物体电量有关 有引力 也有斥力 Q1 Q2 r M m r 解 质子与电子之间的库仑力F电为 例1已知 质子的质量m1 1 67 10 27kg 电子的质量m2 9 1 10 31kg 距离是5 3 10 11m 电子和质子的电荷量都是1 60 10 19C 试比较电子和质子间的静电引力和万有引力 质子与电子之间的万有引力F引为 电子和质子的静电引力远大于它们间万有引力 研究带电微粒间相互作用时 经常忽略万有引力 库仑力与万有引力的比值为 例题2 真空中有三个点电荷 它们固定在边长50cm的等边三角形的三个顶点上 每个点电荷都是 2 10 6c 求它们所受的库仑力 解 q3共受F1和F2两个力的作用 q1 q2 q3 q 相互间的距离r都相同 所以 F1 F2 K 0 144N 根据平行四边形定则 合力是 合力的方向沿q1与q2连线的垂直平分线向外 知识小结 真空中两个点电荷之间的相互作用力 跟它们的电荷量的乘积成正比 跟它们的距离的二次方成反比 作用力的方向在它们的连线上 3 适用条件 4 点电荷 k 9 0 109N m2 C2 2 公式 1 内容 真空 空气中近似成立 点电荷 是一种理想模型 带电体的形状 大小及电荷分布状况对它们之间作用力的影响可以忽略不计时 带电体可视为点电荷 1 关于库仑定律 下列说法正确的是 A 库仑定律适用于点电荷 点电荷其实就是体积最小的带电体 B 根据F kq1q2 r2 当两个带电体间的距离趋近于零时 库仑力将趋向无穷大 C 带电量分别为Q和3Q的点电荷A B相互作用时 B受到的静电力是A受到的静电力的3倍 D 库仑定律的适用条件是 真空和点电荷 D 课堂训练 2 有三个完全相同 大小可以忽略的金属小球A B C A带电量7Q B带电 Q C不带电 将A B固定起来 然后让C球反复与A B接触 最后移去C球 试问A B间的库仑力变为原来的多少 解 由于C在A B间反复接触 故最终三个球的带电量必相同 故 3 有两个半径为r的带电金属球中心相距为L L 4r 对于它们之间的静电作用力 设每次各球带电量绝对值相同 A 带同种电荷时大于带异种电荷时B 带异种电荷时大于带同种电荷时C 带等量负电荷时大于带等量正电荷时D 大小与带电性质无关 只取决于电量 Q Q L 4r B 解题提醒 点电荷 物理模型 即如果满足相互之间距离远大于带电体大小则带电体便可看做点电荷 库仑定律的适用是什么条件 当堂训练 4 三个相同的金属小球a b和c 原来c不带电 而a和b带等量异种电荷 相隔一定距离放置 a b之间的静电力为F 现将c球分别与a b接触后拿开 则a b之间的库仑力将变为 A F 2B F 4C F 8D 3F 8 当堂训练 当堂训练 所以 用绝缘丝线悬挂一质量为m的带电小球B 放置在电